Quiero construir un transformador steplizer para generar 3kv. Entiendo el principio de la relación de vueltas en un transformador, pero no entiendo la cantidad óptima de vueltas. Cuántas vueltas se requieren para dar el mejor voltaje y corriente. ¿Cómo optimizaría esto?
Esto es lo que tengo hasta ahora para mis dimensiones físicas:
ID del núcleo: 86 mm (8,6 cm) DE: 170 mm (17 cm) Altura: 66 mm (6,6 cm)
Alambre D - 3mm
Con un transformador, no 'optimizas' el número de vueltas, usas el mínimo número de vueltas posible, para usar un pequeño cable que cumpla con los requisitos magnéticos del núcleo.
Ese es un gran núcleo que tiene allí, así que asumiré que está hecho de hierro y es para una red eléctrica de 240v. Obviamente, a medida que las suposiciones se vuelven más claras, cualquier suposición incorrecta y las matemáticas resultantes pueden corregirse.
Debe tener suficientes vueltas en el núcleo para que los cambios en el campo en el núcleo puedan generar un voltaje igual a la entrada.
Cualquier núcleo de hierro debe soportar cómodamente un pico de 1,5T. A una frecuencia de red de 50 Hz, el campo está cambiando en un pico de , entonces 6.3x50x1.5 = 472 T/s. El hierro de alta calidad puede soportar más, quizás 1,7T, pero 1,5 es un límite más seguro.
Ese campo opera sobre el área de la sección transversal del núcleo, que es de 42 mm * 66 mm, para generar un cambio de flujo máximo de 472 * 66 m * 42 m de 1,3 Weber/s. Habrá algo de aislamiento dentro de esta sección transversal, digamos que se acerca al 10 %, por lo que reduciremos el 1,3 a 1,2 por seguridad.
Por lo tanto, este núcleo toroidal generará hasta 1,2 V por pico de vuelta, a 50 Hz (un 20 % más a 60 Hz).
Para un voltaje de entrada máximo de 240v rms = pico de 340v, necesitará al menos 283 vueltas primarias. Podría usar más, para reducir el campo. Como desea hacer un steplizer, es posible que su voltaje de entrada a veces sea más alto, por lo que debe aumentar la cantidad de vueltas para que coincida con su especificación.
Una regla general para la densidad de corriente en transformadores de tamaño modesto es 3A/mm2. El cable de 3 mm de diámetro tiene un área de 7 mm2, por lo que debe obtener 20 A a través de este cable con un calentamiento moderado. 20A * 240v es 4.8kVA.
El toroide tiene un agujero de 86 mm de diámetro, que es un área de 5800 mm2. Un factor de relleno del 50% sería extraordinariamente bueno, así que no suponga que puede pasar más de 2900/7 = 400 vueltas de cable de 3 mm a través de él.
Parece que tiene el tamaño correcto de cable y el tamaño correcto de núcleo para un autotransformador de 3kVA 240v, ¿puede confirmar las conjeturas de mkeith?
Juan D.
Neil_ES
keith
keith
Juan D.